Vidussmadzenes (mesencephalon), atšķirībā no citām smadzeņu daļām, ir mazāk sarežģītas. Tai ir jumts un kājas. Vidussmadzeņu dobums ir smadzeņu akvedukts.
Starpsmadzenes nav redzamas uz visu smadzeņu preparāta, jo tās ir pilnībā paslēptas zem smadzeņu puslodēm. Tikai smadzeņu pamatnē var redzēt starpsmadzeņu centrālo daļu – hipotalāmu.
Trešais (III) kambaris (ventriculus tertius) ieņem centrālo pozīciju starpsmadzenē. Kambara dobumam ir sagitāli izvietotas šauras spraugas izskats, ko ierobežo 6 sienas: divas sānu, augšējā, apakšējā, priekšējā un aizmugurējā.
Hipotalāms veido diencefalona apakšējās daļas un piedalās trešā kambara pamatnes veidošanā. Hipotalāmā ietilpst redzes nerva hiasma, redzes trakts, pelēkais bumbulis ar piltuvi un piena dziedzeru ķermeņi.
Katras smadzeņu puslodes priekšējā daļā atrodas frontālā daiva (lobus frontalis). Tā beidzas priekšpusē ar frontālo polu un apakšā to ierobežo sānu rieva (sulcus lateralis; Silvija rieva), bet aiz muguras - dziļa centrālā rieva.
Aiz centrālās rievas atrodas parietālā daiva (lobus parietalis). Šīs daivas aizmugurējā robeža ir parieto-pakauša rieva (sulcus parietooccipitalis). Šī rieva atrodas smadzeņu puslodes mediālajā virsmā, dziļi preparē puslodes augšējo malu un pāriet uz tās augšējo sānu virsmu.
Pakauša daiva (lobus occipitalis) atrodas aiz parieto-pakauša rievas un tās nosacītā turpinājuma puslodes augšējā sānu virsmā. Salīdzinot ar citām daivām, tā ir maza izmēra.
Temporālā daiva (lobus temporalis) aizņem puslodes apakšējās sānu daļas un ir atdalīta no frontālās un parietālās daivas ar dziļu sānu rievu. Temporālās daivas malu, kas pārklāj salu daivu, sauc par temporālo operkulu (operculum temporale).
Sānu kambaris (ventriculus lateralis) atrodas smadzeņu puslodes biezumā. Ir divi sānu kambari: kreisais (pirmais), kas atbilst kreisajai puslodei, un labais (otrais), kas atrodas smadzeņu labajā puslodē.
